Caracteristicile quasarilor

Până acum, au fost descoperiţi peste 200 000 de quasari, aflaţi la distanţe cuprinse între 600 milioane şi 28 miliarde ani-lumină de Pământ, dar cei mai mulţi sunt situaţi la distanţe mai mari de 3 miliarde de ani-lumină.  Cel mai strălucitor quasar ce se poate vedea de pe Pământ este  3C 273, cu o magnitudine absolută de −26.7 . Acesta apare pe cerul nopţii în constelaţia Virgo. Având o magnitudine aparentă de 12.8, se poate vedea prin telescopul unui astronom amator. Dacă ar fi situat la numai 33 de ani-lumină de Pământ, acest obiect cosmic ar apărea pe cer lafel de strălucitor ca şi Soarele.  Un quasar mai strălucitor a fost descoperit în 1998 –  APM 08279+5255, cu o magnitudine absolută de -32.2.

 

În urma studiilor, s-a demonstrat că aceste obiecte cosmice erau mult mai comune la începutul universului. Quasarii arată că găurile negre supermasive cresc rapid, odată cu masele stelelor din galaxia gazdă, într-un fel neînţeles până acum de către oamenii de ştiinţă. O presupunere ar fi accea că jeturile, radiaţia şi vânturile produse de quasari ar opri formarea de stele noi în galaxia gazdă. În plus, radiaţia radio puternică emisă de quasari ar împiedica roiurile globulare ale galaxiilor să se răcească şi să „cadă” peste galaxia centrală.

Luminozitatea quasarilor variază în timp – într-o lună, o săptămână, o zi sau chiar în câteva ore. Acest lucru dovedeşte că aceste obiecte generează şi emit energie dintr-o regiune foarte mică. Astfel, având în vedere puternica energie a quasarilor, se poate afirma că sursa de putere a lor este mult mai eficientă decât fuziunea nucleară din interiorul stelelor. Energia gravitaţională eliberată la căderea uui obiect într-o gaură neagră este singurul proces cunoscut ce poate produce o asemenea energie.

În general, un quasar are o luminozitate de 10⁴⁰ W. Pentru ca acest lucru să se întâmple, o gaură neagră supermasivă trebuie să consume, anual, materialul provenit de la 10 stele. Dar, cei mai luminoşi quasari cunoscuţi consumă materialul echivalent a 1 000 de stele cu masa Soarelui. Cel mai mare quasar consumă materie echivalentă cu a 600 de planete de mărimea Pământului într-un minut. Atunci când aceste corpuri cosmice nu mai pot sau nu mai au cu ce să se „hrănească” la rate atât de mari ca cele prezentate mai sus, ele devin inactive, iar când termină de acreat gazul şi praful din împrejurimi, se transformă într-o galaxie obişnuită.

Studiind quasarii, s-a observat existenţa unor elemente mai grele decât heliul. Acest lucru indică faptul că în galaxiile  de la începutul Bing Bangului  s-au format stele, mai exact stele numite de populaţia III – cele mai fierbinţi şi masive stele cu o masă de la 100 până la 1 000 de ori mai mare decât a Soarelui. Lumina acestora nu a ajuns până acum până la noi.

 

Anunțuri

Leo Minor

La nord de Secera din Leo , pe cerul emisferei nordice, se află stelele palide din Leo Minor, care reprezintă puii de lei. Această constelaţie a fost introdusă în secolul XVII de astronomul polonez Johannes Hevelius.

În mod neobişnuit, Leo Minor nu are o stea Alfa. Acest lucru este rezultatul erorii astronomului englez, din secolul XIX, Francis Baily, care a dat literele greceşti stelelor din constelaţie. Când a făcut acest lucru, a uitat să dea o literă Bayer celei mai strălucitoare stele, 46 Leonis Minoris. Aceasta ar fi trebuit să fie înregistrată ca Alfa (α). În schimb, astronomul a etichetat a doua stea ca strălucire –  Beta (β) Leonis Minoris.

Deşi Leo Minor nu conţine niciun obiect de interes pentru observatorii ce folosesc binoclul sau un telescop mic,  Beta (β) este o stea dublă apropiată care poate fi observată separată cu un telescop cu o apertură foarte mare. Are o magnitudine de 4,2, iar stelele componente orbitează una în jurul alteia, la 37 de ani.

Cepheus

Având forma unei mitre de episcop, Cepheus nu este uşor de găsit pe cer, fiind flancat de soţia sa, Cassiopeia, şi de Draco, balaurul. Stelele lui principale au forma unui turn deformat sau a unei clopotniţe, deşi această constelaţie antică îl reprezintă, de fapt, pe regele mitologic Cepheus din Ethiopia, soţul reginei Cassiopeia şi tatăl Andromedei.

Cea mai cunoscută stea este Delta (δ) Cephei, de la care şi-au luat numele toate stelele variabile – cefeide. Aflată la mai puţin de 1 000 de ani-lumină distanţă faţă de Pământ, această gigantă galbenă variază între magnitudinile de 3,5 şi 4,4, la fiecare cinci zile şi nouă ore. Aceste schimbări pot fi urmărite cu ochiul liber. Delta (δ) Cephei este, de asemenea, o stea dublă, companionul ei alb-albăstrui, cu magnitudine de 6, fiind vizibil printr-un telescop mic.

O stea variabilă importantă de alt tip este Mu (μ) Cephei, o supergigantă roşie, ce oscilează între magnitudinile de 3,4 şi 5,1, cam la doi ani. Este cunoscută ca „Steaua de Granat”, datorită coloraţiei în roşu aprins. Ea se află la marginea unei nebuloase mari, dar palide, numită IC 1396. Nebuloasa este centrată pe o stea multiplă de magnitudine 6, Struve 2816.

 

 

 

 

 

Calea Lactee – un oraş de lumini

Văzută de pe Pământ, Calea Lactee pare o bandă strălucitoare de mii de stele, care a captivat imaginaţia oamenilor încă din cele mai vechi timpuri.  Soarele este una din cele aproximativ 100 de miliarde de stele care alcătuiesc această galaxie spirală care a început să se formeze în urmă cu 13,5 miliarde de ani.

Cu o masă de aproximativ 3 milioane de mase solare, o gaură neagră supermasivă ocupă centrul Căii Lactee, înconjurată de o aglomerare densă de stele. Discul galactic conţine  stelele mai tinere şi deci, mai strălucitoare care formează braţe spirale, în jurul protuberanţei centrale şi sunt încadrate de un halou sferic, cu aproximativ 200 de roiuri globulare. Acest halou ar putea fi înconjurat de un halou întunecat, numit coroana galactică. Braţele spirale principale poartă numele constelaţiei în care sunt cel mai mult vizibile. Braţul cel mai strălucitor este cel din Sagittarius, dincolo de care se află nucleul galactic. Sistemul Solar se găseşte aproape de marginea interioară a braţului Orion.

Galaxia se roteşte diferenţiat – cu cât obiectele sunt mai aproape de centrul ei, cu atât perioada de revoluţie este mai mică. Soarele se roteşte în jurul centrului galactic cu ≈ 800 000 km/h şi îşi parcurge orbita în 225 de milioanae de ani.

Stelele din Calea Lactee sunt clasificate în două grupuri, numite populaţii, pe baza vârstei lor şi a compoziţiei lor chimice. Populaţia I este formată din cele mai tinere stele, bogate în elemente grele şi formate din materiale expulzate de stelele existente. Aceste stele se găsesc în discul galactic, unde există foarte mult material din care se formează stele.

Stelele din populaţia a II-a sunt mai bătrâne şi sărace în metale. Se găsesc în halou şi în protuberanţa centrală, unde materialele din care se formează stelele au fost epuizate şi nu se mai formează stele noi.

Din masa Căii Lactee doar 10 % reprezintă mediu interstelar – hidrogen în diferite stări şi particule de praf şi este concentrat în discul galactic. În mediul interstelar  temperatura variază foarte mult. În cele mai reci regiuni temperatura are o valoare de aproximativ -260⁰C, iar hidrogenul există sub formă de nori de molecule unde se formează stele. Există, de asemenea, nori de hidrogen neutru (regiuni HI), unde temperaturile variază între -170⁰C şi 730⁰C, şi zone de hidrogen ionizat încălzit de stele (regiuni HII), cu temperaturi de ≈ 10 000⁰C.

Particulele de praf reprezintă aproximativ 1% din masa galaxiei şi se găsesc peste tot în mediul interstelar. Cele mai multe sunt granule solide mici, cu diametrul de la 0,01 la 0,1 microni, formate din carbon, silicaţi sau fier şi acoperite cu gheaţă de apă şi amoniac sau bioxid de carbon solid.

Restul de 90% din masa Căii Lactee este reprezentat de misterioasa materie neagră. Aceasta ar putea fi formată  din obiecte cu luminozitate mică, ca, de exemplu, stele pitice maro şi găuri negre, dar se crede că, în cea mai mare parte, este formată din particule neobişnuite, a căror natură nu a fost încă descoperită.

Îmbogăţirea Cosmosului

În timpul existenţei şi al sfârşitului lor (hipernove), primele stele masive au creat noi elemente chimice şi le-au împrăştiat în Spaţiu. Prin fuziunile nucleare din centrele lor fierbinţi, s-au format elemente noi – oxigen, carbon, siliciu, fier. În timpul violentelor dispariţii, s-au format elemente mai grele decât fierul, precum bariul şi plumbul.

Stelele din generaţiile a doua şi a treia, mai mici decât megastelele primordiale, s-au format mai târziu în mediul interstelar îmbogâţit. Aceste stele au creat mai multe dintre elementele mai grele, care au fost aruncate din nou în mediul interstelar de vânturile stelare sau de exploziile supernovelor. Fuziunile între galaxii şi eliberările de gaz din galaxii au produs alte amestecuri şi dispersări intergalactice.

Toate aceste procese de reciclare şi îmbogăţire a Cosmosului continuă şi astăzi. În Calea Lactee, elementele noi mai grele au fost esenţiale pentru formarea obiectelor, de la planete telurile la organisme vii.

Cassiopeia A (foto) este un rest de supernovă – o sferă de material îmbogăţit care se extinde în Spaţiu.

Primele stele

Primele stele s-au format la 200 de milioane de ani după Big Bang şi erau compuse, aproape în întregime din hidrogen şi heliu, pentru că nu existau alte elemente.

Fizicienii cred că nebuloasele, în care se formau aceste stele, s-au condensat în aglomerări mai mari decât cele de astăzi. Stelele erau probabil foarte mari şi foarte fierbinţi,  având o masă de la 100 până la 1 000 de ori mai mare decât a Soarelui. Acestea au existat, probabil, doar câteva milioane de ani înainte de a sfârşi ca hipernove – evenimente asociate azi cu formarea găurilor negre şi cu explozii violente de raze gamma.

Lumina ultraviolet emisă de stelele masive ar fi putut declanşa reionizarea hidrogenului – transformându-l din nou dintr-un gaz neutru în gazul ionizat (cu sarcină electrică) de astăzi.

Corpuri în rotaţie

Stelele, pulsarii, galaxiile şi planetele se rotesc, guvernate de legea conservării momentului unghiular. Acesta măsoară energia de rotaţie şi depinde de distribuţia masei în obiect şi de cât de repede se roteşte.

Momentul unghiular al oricărui obiect care se roteşte rămâne constant. Dacă gravitaţia face ca obiectul să se contracte, viteza de rotaţie creşte, pentru a compensa redistribuirea masei.

De aceea, obiectele compacte, care se rotesc cu viteză mare se formează, în general, din obiecte difuze, care se rotesc lent.